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文檔簡介
1、1不銹鋼基本知識不銹鋼基本知識2第一部分第一部分 金屬材料基礎(chǔ)知識金屬材料基礎(chǔ)知識第二部分第二部分 不銹鋼基本知識不銹鋼基本知識第三部分第三部分 重點(新)品種介紹重點(新)品種介紹主要內(nèi)容主要內(nèi)容3第一部分第一部分 金屬材料基礎(chǔ)知識金屬材料基礎(chǔ)知識4金屬:具有不透明、金屬光澤、良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性,并且其導(dǎo)電能力隨溫金屬:具有不透明、金屬光澤、良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性,并且其導(dǎo)電能力隨溫度的增高而減小,富有延性和展性等特性的物質(zhì)。金屬內(nèi)部原子具有規(guī)律性度的增高而減小,富有延性和展性等特性的物質(zhì)。金屬內(nèi)部原子具有規(guī)律性排列排列(即晶體即晶體)。合合 金:由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬組成,具有金屬
2、特性的物質(zhì)。金:由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬組成,具有金屬特性的物質(zhì)。相:合金中成份、結(jié)構(gòu)、性能相同的組成部分。相:合金中成份、結(jié)構(gòu)、性能相同的組成部分。固溶體:是一個(或幾個)組元的原子(化合物)溶入另一個組元的晶格中,固溶體:是一個(或幾個)組元的原子(化合物)溶入另一個組元的晶格中,而仍保持另一組元的晶格類型的固態(tài)金屬晶體,固溶體分間隙固溶體和代位而仍保持另一組元的晶格類型的固態(tài)金屬晶體,固溶體分間隙固溶體和代位固溶體兩種。固溶體兩種。 金屬化合物:合金組元間按一定的原子數(shù)量之比,相互化合而成的一種具有金屬化合物:合金組元間按一定的原子數(shù)量之比,相互化合而成的一種具有金屬特性的新相
3、,稱為金屬化合物。如金屬特性的新相,稱為金屬化合物。如Fe3C(滲碳體)(滲碳體)機械混合物:由兩種或兩種以上的相機械地混合在一起而組成的一種多相組機械混合物:由兩種或兩種以上的相機械地混合在一起而組成的一種多相組織。如珠光體是滲碳物與鐵素體的混合物???。如珠光體是滲碳物與鐵素體的混合物。 概念概念5材料的使用性能包括物理性能材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔點、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱膨脹如比重、熔點、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱膨脹性、磁性等性、磁性等)、化學(xué)性能、化學(xué)性能(耐用腐蝕性、抗氧化性耐用腐蝕性、抗氧化性)、力學(xué)性能、力學(xué)性能(機械性能機械性能)和工藝性能。和工藝性能。材料的工藝性能指材料適
4、應(yīng)冷、熱加工方法的能力。材料的工藝性能指材料適應(yīng)冷、熱加工方法的能力。機械性能是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的特性。機械性能是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的特性。 概念概念6應(yīng)力:材料單位面積所受載荷。應(yīng)力:材料單位面積所受載荷。強度:材料在外力(載荷)作用下,抵抗變形和斷裂的能力。強度:材料在外力(載荷)作用下,抵抗變形和斷裂的能力。屈服點(屈服點(Rp):又稱屈服強度,指材料在拉抻過程中,材料所受應(yīng)力達(dá)到某):又稱屈服強度,指材料在拉抻過程中,材料所受應(yīng)力達(dá)到某一臨界值時,載荷不再增加,變形卻繼續(xù)增加,或產(chǎn)生一臨界值時,載荷不再增加,變形卻繼續(xù)增加,或產(chǎn)生0.2%L時應(yīng)力值,單位時
5、應(yīng)力值,單位用兆帕(用兆帕(MPa)表示。)表示。抗拉強度(抗拉強度(Rm):也叫強度極限,指材料在拉斷前承受的最大應(yīng)力值。單位):也叫強度極限,指材料在拉斷前承受的最大應(yīng)力值。單位用兆帕(用兆帕( MPa )表示。)表示。延伸率(延伸率(A):材料在拉伸斷裂后,總伸長與原始標(biāo)距長度的百分比。):材料在拉伸斷裂后,總伸長與原始標(biāo)距長度的百分比。斷面收縮率(斷面收縮率():材料在拉伸斷裂后、斷面最大縮小面積與原斷面積百分比。):材料在拉伸斷裂后、斷面最大縮小面積與原斷面積百分比。硬度:指材料抵抗其它更硬物壓入其表面的能力,常用硬度按其范圍測定分布硬度:指材料抵抗其它更硬物壓入其表面的能力,常用硬
6、度按其范圍測定分布氏硬度(氏硬度(HBS、HBW)和洛氏硬度()和洛氏硬度(HKA、HKB、HRC)。)。沖擊韌性(沖擊韌性(Ak):材料抵抗沖擊載荷的能力,單位為焦耳):材料抵抗沖擊載荷的能力,單位為焦耳/厘米厘米2(J/cm2)。)。 指標(biāo)指標(biāo)7晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)面心立方面心立方體心立方體心立方密集六方密集六方8第二部分第二部分 不銹鋼基本知識不銹鋼基本知識9u什么是不銹鋼?什么是不銹鋼?lCrCr含量大于含量大于10.5%wt10.5%wtlC C含量小于含量小于1.2%wt1.2%wtl鐵含量超過其它任何元素鐵含量超過其它任何元素u不銹鋼系不銹鋼和耐酸鋼的總稱。不銹鋼系不銹鋼和耐酸鋼的總
7、稱。l不銹鋼系指耐大氣、蒸汽和水等弱介質(zhì)腐蝕的鋼;不銹鋼系指耐大氣、蒸汽和水等弱介質(zhì)腐蝕的鋼;l耐酸鋼指耐酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的耐酸鋼指耐酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼。鋼。 不銹鋼和耐酸鋼在合金化程度上有較大差異,因不銹鋼和耐酸鋼在合金化程度上有較大差異,因此性能差別較大。此性能差別較大。概念概念10 不銹鋼耐腐蝕是由于不銹鋼耐腐蝕是由于CrCr的作用,鋼材表面生成一層致密的的不溶解于某的作用,鋼材表面生成一層致密的的不溶解于某些介質(zhì)的堅固的富些介質(zhì)的堅固的富CrCr鈍化膜(成分為鈍化膜(成分為4M4M3 3O O4 4SiOSiO2 2nHnH2 2O O ). .其特點:其
8、特點: 1 1、厚度薄、透明:通常為、厚度薄、透明:通常為2-5nm2-5nm。 2 2、密度大。、密度大。 3 3、鉻含量高、鉻含量高, ,比基體高比基體高3 3倍以上倍以上. . 4 4、自我修復(fù)功能,一旦遭破壞,又會形成新的鈍化層,隨著鋼中鉻含量的提、自我修復(fù)功能,一旦遭破壞,又會形成新的鈍化層,隨著鋼中鉻含量的提高,鋼的自鈍化能力和耐銹性提高。高,鋼的自鈍化能力和耐銹性提高。耐蝕機理耐蝕機理11 在鋼中添加各種合金元素,由于改變了鈍化膜的組織和分布,而提高了更在鋼中添加各種合金元素,由于改變了鈍化膜的組織和分布,而提高了更苛刻介質(zhì)中的耐蝕性。如,鉬,腐蝕產(chǎn)物苛刻介質(zhì)中的耐蝕性。如,鉬,
9、腐蝕產(chǎn)物MoOMoO-2-2靠近基體而強烈促進(jìn)基體鈍化;靠近基體而強烈促進(jìn)基體鈍化;銅,鈍化膜中含有銅,鈍化膜中含有CuCl,CuCl,與腐蝕介質(zhì)不發(fā)生作用提高耐蝕性;氮,鈍化膜中富與腐蝕介質(zhì)不發(fā)生作用提高耐蝕性;氮,鈍化膜中富集集CrCr2 2N N,使鈍化膜中鉻濃度提高而提高了耐蝕性。,使鈍化膜中鉻濃度提高而提高了耐蝕性。 但暴露在大氣中簡單的鈍化并不能形成提高耐蝕性所必需的表面化合物,但暴露在大氣中簡單的鈍化并不能形成提高耐蝕性所必需的表面化合物,通過電解拋光或化學(xué)處理可提高不銹鋼的耐腐蝕性,電解拋光提高了近表面層通過電解拋光或化學(xué)處理可提高不銹鋼的耐腐蝕性,電解拋光提高了近表面層鉻與鐵
10、的比率,化學(xué)鈍化處理進(jìn)一步擴大了這個比率。如機械拋光表面有鉻與鐵的比率,化學(xué)鈍化處理進(jìn)一步擴大了這個比率。如機械拋光表面有2nm2nm的氧化物層,經(jīng)的氧化物層,經(jīng)30min30min鈍化處理可獲得約鈍化處理可獲得約19nm19nm厚的氧化物層,經(jīng)厚的氧化物層,經(jīng)60min60min鈍化處理鈍化處理可獲得可獲得50nm50nm厚的氧化物層。厚的氧化物層。耐蝕機理耐蝕機理12q不銹鋼的發(fā)明是世界冶金史上的一重大成就。不銹鋼的發(fā)明是世界冶金史上的一重大成就。q 2020世紀(jì)初,法國(世紀(jì)初,法國(1904-19061904-1906)發(fā)現(xiàn)了)發(fā)現(xiàn)了Fe-CrFe-Cr合金合金q 英國(英國(1909
11、-19111909-1911)發(fā)現(xiàn)了)發(fā)現(xiàn)了Fe-Cr-NiFe-Cr-Ni合金合金q 同期德國提出了不銹性和鈍化理論。同期德國提出了不銹性和鈍化理論。發(fā)展歷史發(fā)展歷史13工業(yè)用不銹鋼:工業(yè)用不銹鋼:q 英國英國1912-19131912-1913開發(fā)了開發(fā)了CrCr(12-1312-13)馬氏體不銹鋼)馬氏體不銹鋼q 美國開發(fā)美國開發(fā)CrCr(14-1614-16),),C C(0.07-0.150.07-0.15)的鐵素體不銹鋼)的鐵素體不銹鋼q 德國開發(fā)奧氏體不銹鋼,德國開發(fā)奧氏體不銹鋼,19291929年取得年取得18-818-8的專利,的專利,19311931提出提出18-8Ti18
12、-8Ti不銹不銹鋼;鋼;q 同時,法國發(fā)現(xiàn)奧氏體中含有鐵素體時會改善耐晶界腐蝕,開發(fā)雙相不同時,法國發(fā)現(xiàn)奧氏體中含有鐵素體時會改善耐晶界腐蝕,開發(fā)雙相不銹鋼;銹鋼;q 19461946年美國研制年美國研制M M沉淀硬化沉淀硬化17-4PH17-4PH,隨后既具有高強度又可進(jìn)行冷加工成,隨后既具有高強度又可進(jìn)行冷加工成型的半奧氏體沉淀硬化不銹鋼型的半奧氏體沉淀硬化不銹鋼17-7PH17-7PH等;等; 至此,一系列不銹鋼基本齊全,并一直延續(xù)至今。至此,一系列不銹鋼基本齊全,并一直延續(xù)至今。發(fā)展歷史發(fā)展歷史14q 40-50 40-50年代,節(jié)年代,節(jié)NiNi的的Cr-Mn-NCr-Mn-N和和C
13、r-Mn-Ni-NCr-Mn-Ni-N不銹鋼、超低碳奧氏體不銹鋼;不銹鋼、超低碳奧氏體不銹鋼;q 6060年代,年代,1 1:1 1的雙相不銹鋼和高純鐵素體以及馬氏體時效不銹鋼取得進(jìn)的雙相不銹鋼和高純鐵素體以及馬氏體時效不銹鋼取得進(jìn)展;展;q 隨后,通過化學(xué)成分(隨后,通過化學(xué)成分(C C、CrCr、NiNi)的調(diào)整和合金元素()的調(diào)整和合金元素(MoMo、CuCu、SiSi、N N、MnMn、NbNb)的填加,降低夾雜物,改善其使用性能,適應(yīng)不同環(huán)境的要求。)的填加,降低夾雜物,改善其使用性能,適應(yīng)不同環(huán)境的要求。 發(fā)展歷史發(fā)展歷史15q按鋼的組織結(jié)構(gòu)分類可分為:奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、
14、鐵素體不銹鋼、按鋼的組織結(jié)構(gòu)分類可分為:奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼。雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼。奧氏體不銹鋼鐵素體不銹鋼雙相不銹鋼幾種不銹鋼的顯微組織分類分類16q按鋼的化學(xué)成分分類可分為:按鋼的化學(xué)成分分類可分為:CrCr不銹鋼(不銹鋼(400400系)、系)、Cr-NiCr-Ni不銹鋼(不銹鋼(300300系)、系)、Cr-Mn-N-NiCr-Mn-N-Ni不銹鋼(不銹鋼(200200系)、超低碳不銹鋼、高純不銹鋼等。系)、超低碳不銹鋼、高純不銹鋼等。q按鋼的功能分類可分為:低溫不銹鋼、耐熱不銹鋼、耐磨不銹鋼、無磁按鋼的功能分類可分為:低溫不銹鋼、
15、耐熱不銹鋼、耐磨不銹鋼、無磁不銹鋼、易切削不銹鋼和超塑性不銹鋼等不銹鋼、易切削不銹鋼和超塑性不銹鋼等 。分類分類170Cr131-3Cr13增C0Cr18Ni9增Cr、Ni00Cr22Ni5Mo3N增Cr、減NiCr17Ni7減Cr、NiF型M型A型A-F型A-M型17-7PH加Mo、Al、Ti沉淀相強化鋼種演變鋼種演變18鉻鉻形成鉻氧化物鈍化膜形成鉻氧化物鈍化膜耐氧化性介質(zhì)耐氧化性介質(zhì)提高淬透性提高淬透性鎳鎳奧氏體穩(wěn)定元素,降低加工硬化奧氏體穩(wěn)定元素,降低加工硬化減少高溫鐵素體減少高溫鐵素體, ,提高熱加工性提高熱加工性成型性、焊接性、韌性好成型性、焊接性、韌性好耐還原性酸耐還原性酸高溫氧化
16、性高溫氧化性鉬鉬耐點蝕和縫隙腐蝕耐點蝕和縫隙腐蝕耐還原性酸耐還原性酸合金元素作用合金元素作用19氮氮穩(wěn)定奧氏體元素穩(wěn)定奧氏體元素耐點蝕和縫隙腐蝕耐點蝕和縫隙腐蝕提高強度提高強度碳碳增加強度增加強度敏化敏化晶腐晶腐錳錳穩(wěn)定奧氏體元素穩(wěn)定奧氏體元素增加強度增加強度硫化錳,耐點蝕和縫隙腐蝕硫化錳,耐點蝕和縫隙腐蝕熱塑性熱塑性合金元素作用合金元素作用20銅銅提高冷塑性提高冷塑性抗還原性酸抗還原性酸穩(wěn)定穩(wěn)定抗菌抗菌硅硅小于小于1%1%時,非敏晶腐時,非敏晶腐大于大于1%1%氯化物應(yīng)力腐蝕、濃硝酸、高溫濃硫酸氯化物應(yīng)力腐蝕、濃硝酸、高溫濃硫酸合金元素作用合金元素作用21磷磷非敏晶腐非敏晶腐硫硫點蝕和縫隙腐
17、蝕點蝕和縫隙腐蝕熱塑性下降熱塑性下降鈦、鈮鈦、鈮降低晶腐降低晶腐稀土稀土消除消除S S影響,提高熱塑性影響,提高熱塑性合金元素作用合金元素作用22Schaeffler相圖鎳鎳當(dāng)量當(dāng)量= =%Ni+%Co +30(%C)+30(%N)=%Ni+%Co +30(%C)+30(%N)+0.5(%Mn)+0.3(%Cu)+0.5(%Mn)+0.3(%Cu)鉻鉻當(dāng)量當(dāng)量=%Cr+1.5(%Mo)+1.5(%Si)+=%Cr+1.5(%Mo)+1.5(%Si)+1.5(%Ti)+1.75(%Nb)+5.5(%Al)1.5(%Ti)+1.75(%Nb)+5.5(%Al)+0.75(%W)+0.75(%W)分
18、類分類23q 奧氏體不銹鋼特性:奧氏體不銹鋼特性:鉻鉻- -鎳不銹鋼鎳不銹鋼300300系列鋼種系列鋼種熱處理不能使其硬化熱處理不能使其硬化冷加工可使其顯著硬化冷加工可使其顯著硬化無磁性(冷加工有時會使其具磁性)無磁性(冷加工有時會使其具磁性)優(yōu)異的成型性和焊接性優(yōu)異的成型性和焊接性品種介紹品種介紹24成份性能圖(成份性能圖()25p奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼0Cr18NI90Cr18NI9(304304)中板、冷板)中板、冷板 作為不銹鋼、耐熱鋼廣泛應(yīng)用,食品、一般化工、原子能工業(yè)等。作為不銹鋼、耐熱鋼廣泛應(yīng)用,食品、一般化工、原子能工業(yè)等。00Cr19Ni1000Cr19Ni10(304L3
19、04L) 超低碳,耐晶間腐蝕性能優(yōu)良,超低碳,耐晶間腐蝕性能優(yōu)良,00Cr17Ni700Cr17Ni7(301L301L) 冷加工后具有高強度,車輛廂體、彈簧等用。冷加工后具有高強度,車輛廂體、彈簧等用。品種介紹品種介紹2600Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo2(316L316L) 在海水等各種介質(zhì)中,優(yōu)于在海水等各種介質(zhì)中,優(yōu)于304304,耐點蝕材料。,耐點蝕材料。0Cr19Ni9N0Cr19Ni9N(304N304N) 添加添加N N,提高強度,耐腐蝕性不降低,結(jié)構(gòu)用材料。,提高強度,耐腐蝕性不降低,結(jié)構(gòu)用材料。0Cr18Ni9Cu0Cr18Ni9Cu 添加添加CuCu,改
20、善冷加工性,加工硬化率低,深沖用鋼。,改善冷加工性,加工硬化率低,深沖用鋼。1Cr18NI9Ti1Cr18NI9Ti(321321) 增加增加TiTi,提高耐晶間腐蝕性能,不適用于裝飾。,提高耐晶間腐蝕性能,不適用于裝飾。品種介紹品種介紹27q 錳系不銹鋼的耐蝕性仍取決于鋼中的鉻量,鎳也是非常有益的元素。錳系不銹鋼的耐蝕性仍取決于鋼中的鉻量,鎳也是非常有益的元素。q 錳和氮主要是在形成和穩(wěn)定奧氏體方面代鎳,在耐蝕性方面則不能代鎳,錳和氮主要是在形成和穩(wěn)定奧氏體方面代鎳,在耐蝕性方面則不能代鎳,錳還對鋼的耐蝕性有害。錳還對鋼的耐蝕性有害。q 在鉻量相同條件下,錳系鋼的耐蝕性一般要低于鎳系鋼。在弱
21、腐蝕環(huán)境中,在鉻量相同條件下,錳系鋼的耐蝕性一般要低于鎳系鋼。在弱腐蝕環(huán)境中,錳系鋼可以代替相對應(yīng)的鎳系鋼,但隨介質(zhì)腐蝕性的增強,錳系與鎳不銹鋼錳系鋼可以代替相對應(yīng)的鎳系鋼,但隨介質(zhì)腐蝕性的增強,錳系與鎳不銹鋼間耐蝕性的差距要拉大,錳系鋼不能代替鎳系鋼。間耐蝕性的差距要拉大,錳系鋼不能代替鎳系鋼。 品種介紹品種介紹28q 鐵素體不銹鋼特性:鐵素體不銹鋼特性:鉻不銹鋼(不含鎳)鉻不銹鋼(不含鎳)400400系列鋼種系列鋼種有磁性有磁性成型性和焊接性不如成型性和焊接性不如A A低成本不銹鋼低成本不銹鋼根據(jù)鋼中根據(jù)鋼中CrCr含量,可分為含量,可分為Cr11%-15%Cr11%-15%、 Cr16%
22、-20%Cr16%-20%、 Cr21%-30%Cr21%-30% 品種介紹品種介紹29鐵素體不銹鋼的特點與優(yōu)勢(與鉻鎳鐵素體不銹鋼的特點與優(yōu)勢(與鉻鎳A A相比)相比)q 不含或個別牌號僅含少量鎳,成本和價格均較低;不含或個別牌號僅含少量鎳,成本和價格均較低;q 屈服強度高,加工硬化傾向小,易于冷加工;屈服強度高,加工硬化傾向小,易于冷加工;q 耐氯化物應(yīng)力腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕優(yōu)良。在許多腐蝕環(huán)境中,耐蝕性還耐氯化物應(yīng)力腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕優(yōu)良。在許多腐蝕環(huán)境中,耐蝕性還與相同鉻量的鉻鎳奧氏體不銹鋼相當(dāng);與相同鉻量的鉻鎳奧氏體不銹鋼相當(dāng);q 有磁性,可作為耐蝕軟磁材料,如電磁閥等;有磁性,可
23、作為耐蝕軟磁材料,如電磁閥等;q 導(dǎo)熱系數(shù)高,適于熱交換的用途;導(dǎo)熱系數(shù)高,適于熱交換的用途;q 熱脹系數(shù)小,適于熱脹、冷縮,熱循環(huán)的使用條件。熱脹系數(shù)小,適于熱脹、冷縮,熱循環(huán)的使用條件。品種介紹品種介紹30鐵素體不銹鋼的缺點與成因鐵素體不銹鋼的缺點與成因缺點缺點現(xiàn)象現(xiàn)象成因成因475475脆性脆性在在400400500500長期加熱或停長期加熱或停留后出現(xiàn)的脆性留后出現(xiàn)的脆性相的沉淀相的沉淀中溫脆性中溫脆性在在500500800800長期加熱或停長期加熱或停留后出現(xiàn)的脆性留后出現(xiàn)的脆性()相的沉淀)相的沉淀高溫脆性高溫脆性950950加熱后出現(xiàn)的脆性加熱后出現(xiàn)的脆性碳氮化物析出,晶粒長大碳
24、氮化物析出,晶粒長大脆性轉(zhuǎn)化溫度在脆性轉(zhuǎn)化溫度在室溫以上室溫以上正常熱處理后出現(xiàn)脆性(還正常熱處理后出現(xiàn)脆性(還受截面尺寸、冷卻速度、有受截面尺寸、冷卻速度、有無缺口和缺口形狀的影響無缺口和缺口形狀的影響碳氮化物析出,晶粒尺寸碳氮化物析出,晶粒尺寸晶間腐蝕敏感性晶間腐蝕敏感性大大高于高于900900950950加熱或焊后,加熱或焊后,即使急冷仍會產(chǎn)生即使急冷仍會產(chǎn)生在鐵素體中,碳和氮的固溶度在鐵素體中,碳和氮的固溶度很低,碳氮化物形成、析出速很低,碳氮化物形成、析出速度快,導(dǎo)致晶界迅速形成鉻貧度快,導(dǎo)致晶界迅速形成鉻貧化化品種介紹品種介紹31傳統(tǒng)鐵素體不銹鋼的缺點及防止措施傳統(tǒng)鐵素體不銹鋼的缺
25、點及防止措施缺點缺點成因成因防止措施防止措施475475脆性脆性相的沉淀相的沉淀不在不在相形成溫度長期加相形成溫度長期加熱或使用熱或使用中溫脆性中溫脆性()相的沉淀)相的沉淀不在不在()相形成溫度長)相形成溫度長期加熱或使用期加熱或使用高溫脆性高溫脆性碳、氮化物析出,晶粒碳、氮化物析出,晶粒粗大粗大降低鋼中碳、氮含量,細(xì)化降低鋼中碳、氮含量,細(xì)化晶粒晶粒室溫韌性低,脆性轉(zhuǎn)室溫韌性低,脆性轉(zhuǎn)變溫度高,對缺口敏變溫度高,對缺口敏感感碳、氮、氧等的化合物碳、氮、氧等的化合物析出,晶粒粗大析出,晶粒粗大降低鋼中間隙元素碳、氮、降低鋼中間隙元素碳、氮、氧的含量,細(xì)化晶粒氧的含量,細(xì)化晶粒較高的晶間腐蝕傾
26、向較高的晶間腐蝕傾向富鉻的碳化物形成富鉻的碳化物形成降低鋼中碳量,加入鈦、鈮降低鋼中碳量,加入鈦、鈮等穩(wěn)定化元素等穩(wěn)定化元素品種介紹品種介紹32q 傳統(tǒng)(普通)鐵素體不銹鋼傳統(tǒng)(普通)鐵素體不銹鋼 由于傳統(tǒng)冶金技術(shù)生產(chǎn),常規(guī)的碳、氮含量。化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)上的特由于傳統(tǒng)冶金技術(shù)生產(chǎn),常規(guī)的碳、氮含量?;瘜W(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)上的特點,性能上的某些不足長期影響著生產(chǎn)和應(yīng)用。點,性能上的某些不足長期影響著生產(chǎn)和應(yīng)用。q 現(xiàn)代鐵素體不銹鋼現(xiàn)代鐵素體不銹鋼 近代冶金技術(shù)生產(chǎn),低碳、氮,超低碳、氮和高純化。由于化學(xué)成分所引近代冶金技術(shù)生產(chǎn),低碳、氮,超低碳、氮和高純化。由于化學(xué)成分所引起的性能上的某些不足已得
27、到極大程度的克服和相當(dāng)圓滿的解決,是節(jié)鎳不起的性能上的某些不足已得到極大程度的克服和相當(dāng)圓滿的解決,是節(jié)鎳不銹鋼的主要方向。銹鋼的主要方向。品種介紹品種介紹33q00Cr12Ti00Cr12Ti(409L409L)熱板、冷板)熱板、冷板 耐高溫,抗氧化性能優(yōu)良,主要用于汽車排氣管用途。耐高溫,抗氧化性能優(yōu)良,主要用于汽車排氣管用途。q0Cr13Al0Cr13Al(405405)中板、復(fù)合板)中板、復(fù)合板 在高溫下冷卻不產(chǎn)生顯著硬化。汽輪機材料,淬火用部件以及做復(fù)合材在高溫下冷卻不產(chǎn)生顯著硬化。汽輪機材料,淬火用部件以及做復(fù)合材料等。料等。q1Cr171Cr17(430430系)冷板系)冷板 耐
28、蝕性優(yōu)良的通用鋼種,建筑內(nèi)裝飾用,家庭用器具,家電用部件。耐蝕性優(yōu)良的通用鋼種,建筑內(nèi)裝飾用,家庭用器具,家電用部件。品種介紹品種介紹34q高純高純430Ti430Ti(NbNb) 比普通比普通Cr17Cr17(430430)不銹鋼具有更佳焊接性、耐晶間腐蝕性,更好的深沖)不銹鋼具有更佳焊接性、耐晶間腐蝕性,更好的深沖性、抗皺性和優(yōu)良的沖擊韌性和低的脆性轉(zhuǎn)變溫度的用途,如化工廠的吸性、抗皺性和優(yōu)良的沖擊韌性和低的脆性轉(zhuǎn)變溫度的用途,如化工廠的吸收塔、熱交換器、輸送管道、容器,建筑的內(nèi)裝飾、廚房設(shè)備和家用電器收塔、熱交換器、輸送管道、容器,建筑的內(nèi)裝飾、廚房設(shè)備和家用電器中要求焊接的深沖設(shè)備和構(gòu)
29、件。中要求焊接的深沖設(shè)備和構(gòu)件。q高純高純00Cr17Mo(436)00Cr17Mo(436)、00Cr18Mo200Cr18Mo2(444444) 加工成型性,焊接性等優(yōu)良,脆性轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)一步降低,在大氣和淡水加工成型性,焊接性等優(yōu)良,脆性轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)一步降低,在大氣和淡水等環(huán)境中,耐蝕性優(yōu)于等環(huán)境中,耐蝕性優(yōu)于304304不銹鋼并與不銹鋼并與316316不銹鋼相近。主要用途有建筑面不銹鋼相近。主要用途有建筑面板,廚房設(shè)備,市政公共設(shè)施,輕工和紡織工業(yè)的清潔設(shè)備,太陽能熱水板,廚房設(shè)備,市政公共設(shè)施,輕工和紡織工業(yè)的清潔設(shè)備,太陽能熱水器,耐應(yīng)力腐蝕的換熱設(shè)備器,耐應(yīng)力腐蝕的換熱設(shè)備。等。品種
30、介紹品種介紹35低鉻鐵素體不銹鋼(經(jīng)濟型不銹鋼)低鉻鐵素體不銹鋼(經(jīng)濟型不銹鋼)q 現(xiàn)代低鉻鐵素體不銹鋼指含現(xiàn)代低鉻鐵素體不銹鋼指含11%11%14%Cr14%Cr的低碳、氮和超低碳、氮的一些牌的低碳、氮和超低碳、氮的一些牌號;號;q 主要牌號主要牌號 00Cr12(410L) 00Cr12(410L) 和和00Cr11NbTi(466)00Cr11NbTi(466)以及以及0Cr12NiTi(3CR12)0Cr12NiTi(3CR12)等;等;q 由于它們有綜合性能好,且壽命周期成本低的優(yōu)勢,主要以代替碳鋼為目由于它們有綜合性能好,且壽命周期成本低的優(yōu)勢,主要以代替碳鋼為目標(biāo)。標(biāo)。q 它們的
31、成本約為它們的成本約為18-8(304)Cr-Ni18-8(304)Cr-Ni奧氏體不銹鋼的奧氏體不銹鋼的1/21/2,因此,又被稱為經(jīng)濟,因此,又被稱為經(jīng)濟(實用)不銹鋼。(實用)不銹鋼。q 應(yīng)用在集裝箱、貨車廂體、汽車排氣管礦山運輸、城市公共設(shè)施等領(lǐng)域。應(yīng)用在集裝箱、貨車廂體、汽車排氣管礦山運輸、城市公共設(shè)施等領(lǐng)域。品種介紹品種介紹36q 馬氏體不銹鋼特性:馬氏體不銹鋼特性: 高碳鐵素體不銹鋼高碳鐵素體不銹鋼 熱處理可使其硬化并具有高強度、低塑性熱處理可使其硬化并具有高強度、低塑性 400400系列鋼種系列鋼種 有磁性有磁性 焊接性能較差焊接性能較差p CrCr含量在含量在11.5-18.
32、0%11.5-18.0%,隨碳含量的提高,提高了鋼的硬度和強度,隨碳含量的提高,提高了鋼的硬度和強度,主要用于刀具、汽輪機葉片、醫(yī)療器械等。主要用于刀具、汽輪機葉片、醫(yī)療器械等。 品種介紹品種介紹37q1Cr13 1Cr13 、2Cr132Cr13、 3Cr13 3Cr13 、4Cr134Cr13 1Cr13 1Cr13主要用于韌性要求較高且具有不銹性的部件,如葉片、閥門主要用于韌性要求較高且具有不銹性的部件,如葉片、閥門等,也可用作常溫下的一些設(shè)備;等,也可用作常溫下的一些設(shè)備;2Cr132Cr13除了做葉片外,還可用于葉輪、除了做葉片外,還可用于葉輪、緊固件等承受應(yīng)力較高的部件;緊固件等承
33、受應(yīng)力較高的部件;3Cr133Cr13用于強度、硬度要求更高的結(jié)構(gòu)件、用于強度、硬度要求更高的結(jié)構(gòu)件、耐磨件、如軸、螺栓、彈簧、活塞桿、耐蝕刀具等。耐磨件、如軸、螺栓、彈簧、活塞桿、耐蝕刀具等。 此類鋼隨碳含量的增加,強度、硬度提高,而冷塑性和韌性下降,此類鋼隨碳含量的增加,強度、硬度提高,而冷塑性和韌性下降,同時耐蝕性能降低。同時耐蝕性能降低。q9Cr189Cr18 是馬氏體不銹鋼中是馬氏體不銹鋼中C C、CrCr含量最高的鋼種,具有高強度,不銹、耐蝕含量最高的鋼種,具有高強度,不銹、耐蝕性能。一般用于外科刀具、優(yōu)質(zhì)刀剪、滾珠等。性能。一般用于外科刀具、優(yōu)質(zhì)刀剪、滾珠等。品種介紹品種介紹38
34、q 雙相不銹鋼特點:雙相不銹鋼特點:奧氏體奧氏體+ +鐵素體混合組織鐵素體混合組織含鉻、鎳、鉬、氮含鉻、鎳、鉬、氮有磁性有磁性高強度,成型需大功率設(shè)備高強度,成型需大功率設(shè)備冷加工可使其硬化冷加工可使其硬化焊接性能好于焊接性能好于A A抗氯化物應(yīng)力腐蝕優(yōu)抗氯化物應(yīng)力腐蝕優(yōu)是工藝難度較大的不銹鋼鋼種之一。是工藝難度較大的不銹鋼鋼種之一。品種介紹品種介紹39q第一代雙相鋼第一代雙相鋼18-518-5(00Cr18Ni5Mo3Si200Cr18Ni5Mo3Si2) 是耐氯化物應(yīng)力腐蝕的專用鋼種,在各種冷卻水(除海水外)條件是耐氯化物應(yīng)力腐蝕的專用鋼種,在各種冷卻水(除海水外)條件下的耐氯化物應(yīng)力腐蝕
35、性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于下的耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于18-818-8型奧氏體不銹鋼。型奧氏體不銹鋼。q第二代雙相鋼第二代雙相鋼22052205(00Cr22Ni5Mo3N00Cr22Ni5Mo3N) 是在是在18-518-5的基礎(chǔ)上,降低的基礎(chǔ)上,降低SiSi,提高,提高CrCr含量,并用含量,并用N N合金化,使相比例合金化,使相比例更加合理,焊后不易產(chǎn)生更加合理,焊后不易產(chǎn)生單相,耐蝕性能更為優(yōu)良。單相,耐蝕性能更為優(yōu)良。q第三代雙相鋼第三代雙相鋼25072507(00Cr25Ni7Mo4N00Cr25Ni7Mo4N) 屬超級雙相不銹鋼,特別適用于含氯的環(huán)境,如海水等,鋼中高屬超級雙相不銹鋼,特別
36、適用于含氯的環(huán)境,如海水等,鋼中高N N、高高CrCr、高、高M(jìn)oMo的平衡成分設(shè)計,使鋼具有很高的耐應(yīng)力腐蝕、耐孔蝕和縫的平衡成分設(shè)計,使鋼具有很高的耐應(yīng)力腐蝕、耐孔蝕和縫隙腐蝕性能。隙腐蝕性能。品種介紹品種介紹40q經(jīng)濟型雙相鋼經(jīng)濟型雙相鋼00Cr21Ni1N00Cr21Ni1N(LDX2101LDX2101)進(jìn)一步降低進(jìn)一步降低NiNi,適用于建筑領(lǐng)域。,適用于建筑領(lǐng)域。鋼種鋼種C CSiSiMnMnCrCrNiNiMoMoN N18-5(GB)18-5(GB)0.030.031.3-1.3-2.02.01.0-1.0-2.02.018-18-19.519.54.5-4.5-5.55.5
37、2.5-2.5-3.03.00.100.102304(2304(典型)典型)0.030.031.01.02.02.023234.54.5-0.100.102205(2205(典型)典型) 0.030.031.01.02.02.022225 53.23.20.160.162507(2507(典型)典型) 0.030.030.80.81.21.225257 74 40.300.302101(2101(典型)典型) 0.030.030.70.75.05.021.021.01.51.50.30.30.220.22品種介紹品種介紹41q 耐熱不銹鋼耐熱不銹鋼0Cr25Ni200Cr25Ni20(310S
38、310S) 在抗氧在抗氧11501150以下的溫度中以下的溫度中做耐熱部件化性鋼。做耐熱部件化性鋼。q 耐熱不銹鋼耐熱不銹鋼0Cr25Ni20Si20Cr25Ni20Si2(314314)q耐熱不銹鋼耐熱不銹鋼1Cr20Ni14Si21Cr20Ni14Si2q耐熱不銹鋼耐熱不銹鋼0Cr23Ni130Cr23Ni13(309S309S)品種介紹品種介紹42合金耐蝕性的十級標(biāo)準(zhǔn):合金耐蝕性的十級標(biāo)準(zhǔn):完全耐蝕:完全耐蝕: 0.001mm/a 10.001mm/a 1 很耐蝕:很耐蝕: 0.001-0.005 20.001-0.005 2 0.005-0.010 3 0.005-0.010 3 耐蝕
39、:耐蝕: 0.010-0.050 40.010-0.050 4 0.050-0.100 5 0.050-0.100 5 尚耐蝕:尚耐蝕: 0.100-0.500 60.100-0.500 6 0.500-1.000 7 0.500-1.000 7 欠耐蝕:欠耐蝕: 1.000-5.000 81.000-5.000 8 5.000-10.00 9 5.000-10.00 9 不耐蝕:不耐蝕: 10.00 1010.00 10耐腐蝕性能降低腐蝕腐蝕431 1、 腐蝕的定義和劃分腐蝕的定義和劃分q定義:金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引起的破壞;定義:金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引起的破
40、壞;q分類:分類:按性質(zhì)分:化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕;按性質(zhì)分:化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕;按形態(tài)分:一般腐蝕(全面、均勻)按形態(tài)分:一般腐蝕(全面、均勻) 局部腐蝕(點蝕、應(yīng)力、縫隙、疲勞、晶界、沖刷、刀狀等)局部腐蝕(點蝕、應(yīng)力、縫隙、疲勞、晶界、沖刷、刀狀等)腐蝕腐蝕44均勻腐蝕均勻腐蝕-接觸腐蝕介質(zhì)的表面厚度基本均勻減薄的腐蝕現(xiàn)象,主要接觸腐蝕介質(zhì)的表面厚度基本均勻減薄的腐蝕現(xiàn)象,主要與鉻鎳含量有關(guān),提高不銹鋼中的鉻含量可明顯提高均勻腐蝕性能。與鉻鎳含量有關(guān),提高不銹鋼中的鉻含量可明顯提高均勻腐蝕性能??p隙腐蝕縫隙腐蝕在金屬構(gòu)件縫隙處發(fā)生斑點狀或潰瘍形的宏觀腐蝕,是局部在金屬構(gòu)件縫隙處發(fā)生斑點狀
41、或潰瘍形的宏觀腐蝕,是局部腐蝕的一種。腐蝕的一種。 加加MoMo、CuCu等。等。腐蝕腐蝕45u點腐蝕:點腐蝕:v在特定的介質(zhì)中,材料表面產(chǎn)生無規(guī)律分布在特定的介質(zhì)中,材料表面產(chǎn)生無規(guī)律分布的小坑狀腐蝕。點蝕產(chǎn)生于介質(zhì)中含有鹵族元的小坑狀腐蝕。點蝕產(chǎn)生于介質(zhì)中含有鹵族元素的離子,同時還存在鐵、銅等金屬離子或含素的離子,同時還存在鐵、銅等金屬離子或含有有H H2 20 02 2、0 02 2等的堿金屬及堿土金屬離子的介質(zhì)條等的堿金屬及堿土金屬離子的介質(zhì)條件。一般在食鹽水、海水、漂白液等介質(zhì)中常件。一般在食鹽水、海水、漂白液等介質(zhì)中常見這種腐蝕。見這種腐蝕。v機理:金屬表面夾雜物、析出相等由于鈍化
42、機理:金屬表面夾雜物、析出相等由于鈍化膜脆弱,在特定介質(zhì)中修復(fù)能力差而被破壞。膜脆弱,在特定介質(zhì)中修復(fù)能力差而被破壞。腐蝕腐蝕46點腐蝕指數(shù):點腐蝕指數(shù):q 含含ClCl- -離子介質(zhì)、夾雜物離子介質(zhì)、夾雜物q PREN=Cr+3.3Mo+16NPREN=Cr+3.3Mo+16N 抑制措施:降低抑制措施:降低ClCl- -及氧化劑(及氧化劑(O O2 2、FeFe3+3+)加入緩蝕劑()加入緩蝕劑(OHOH- -、NONO3-3-);); 降低溫度;降低非金屬夾雜(降低溫度;降低非金屬夾雜(MnSMnS);); 合理選材合理選材CrMoNPRENPREN30418-0.0318.48316L1
43、720.0324.0818-51830.0729.0222052230.1534.30腐蝕腐蝕47隨著隨著PRENPREN值提高值提高, , 抗點蝕能力提高抗點蝕能力提高( (ASTM G48A,24h,80ASTM G48A,24h,80C)C)316L316L904L904L230423042205220525072507腐蝕腐蝕48晶間腐蝕晶間腐蝕一種有選擇性的腐蝕破壞,發(fā)生一種有選擇性的腐蝕破壞,發(fā)生在顯微組織晶界并向金屬材料內(nèi)部深入。在顯微組織晶界并向金屬材料內(nèi)部深入。 敏化態(tài)敏化態(tài) 形成原因:形成原因:CrCr2323C C6 6在晶界沉淀析出、在晶界沉淀析出、C C擴散大于擴散大
44、于CrCr,CrCr來不及從晶內(nèi)補充,造成晶界來不及從晶內(nèi)補充,造成晶界貧貧CrCr,形成晶間腐蝕。,形成晶間腐蝕。 非敏化態(tài)堪原因:熱處理溫度下硅、磷元素非敏化態(tài)堪原因:熱處理溫度下硅、磷元素向晶界擴散,造成晶界富集硅、磷,在濃硝酸、向晶界擴散,造成晶界富集硅、磷,在濃硝酸、NH4NH4作用下產(chǎn)生的。但當(dāng)硅達(dá)到作用下產(chǎn)生的。但當(dāng)硅達(dá)到3-4%3-4%晶粒和晶界晶粒和晶界硅濃度差縮小。硅濃度差縮小。18-818-8鋼的晶間腐蝕鋼的晶間腐蝕腐蝕腐蝕49 敏化制度:敏化制度:6501h6501h(2h2h)、空冷()、空冷(C C在在600 600 的溶解度為的溶解度為0.02%0.02%)v 實
45、驗方法:實驗方法: 敏化態(tài):敏化態(tài):H H2 2SOSO4 4-CuSO-CuSO4 4-Cu-Cu、24h24h、彎曲、彎曲180 180 (1mm1mm,D=aD=a;1mm1mm,D=5mmD=5mm)后后1010倍放大觀察(可疑的或不能彎曲的試樣用金相法倍放大觀察(可疑的或不能彎曲的試樣用金相法150-500150-500倍);倍); 非敏化態(tài):非敏化態(tài): HNOHNO3 365%65%煮沸,煮沸,48h48h,失重法(由于,失重法(由于在在HNOHNO3 3的選擇性腐蝕、的選擇性腐蝕、雜質(zhì)元素的偏聚)雜質(zhì)元素的偏聚)v 預(yù)防措施:預(yù)防措施: 降降C C,發(fā)展超低碳、雙相不銹鋼;,發(fā)展
46、超低碳、雙相不銹鋼; 加加Nb:10Nb:10(C-0.02) % Nb 1.0% C-0.02) % Nb 1.0% 加加Ti: 5Ti: 5(C-0.02) % Nb 0.8%C-0.02) % Nb 0.8%等穩(wěn)定化元素;等穩(wěn)定化元素;腐蝕腐蝕50u應(yīng)力腐蝕(應(yīng)力腐蝕(sccscc):):q 定義:在一定的腐蝕介質(zhì)中,在張應(yīng)力的作用下發(fā)生的以裂紋擴展方式與定義:在一定的腐蝕介質(zhì)中,在張應(yīng)力的作用下發(fā)生的以裂紋擴展方式與腐蝕有關(guān)的斷裂。局部腐蝕中最常見、危害最大的一種。(奧氏體不銹鋼)腐蝕有關(guān)的斷裂。局部腐蝕中最常見、危害最大的一種。(奧氏體不銹鋼)q 裂紋特征:起源于表面,分布具有明顯的
47、局部性裂紋特征:起源于表面,分布具有明顯的局部性q 斷口形貌:脆性斷口斷口形貌:脆性斷口q 常見的介質(zhì):含常見的介質(zhì):含Cl-Cl-、O O的大氣和海水等。的大氣和海水等。腐蝕腐蝕51q 影響不銹鋼應(yīng)力腐蝕的因素:影響不銹鋼應(yīng)力腐蝕的因素: 腐蝕介質(zhì)(腐蝕介質(zhì)(ClCl- -、高濃度、高濃度OHOH- -堿脆);堿脆); 應(yīng)力(與屈服強度有關(guān)):敏感度取決于實際應(yīng)力應(yīng)力(與屈服強度有關(guān)):敏感度取決于實際應(yīng)力/ /屈服強度;屈服強度; 溫度(破斷時間);溫度(破斷時間); 組織和成分(高組織和成分(高CrCr鐵素體不銹鋼不敏感;低鐵素體不銹鋼不敏感;低NiNi敏感,高敏感,高NiNi不敏感)不
48、敏感)q 防止不銹鋼應(yīng)力腐蝕的措施:防止不銹鋼應(yīng)力腐蝕的措施: 改變成分(加改變成分(加SiSi、CuCu、Ni35-40Ni35-40);); 提高鋼的純度(降提高鋼的純度(降N N、有害元素、夾雜物);、有害元素、夾雜物); 采用高純鐵素體不銹鋼;雙相不銹鋼采用高純鐵素體不銹鋼;雙相不銹鋼腐蝕腐蝕52目的:運輸和加工要保護(hù)純化膜不被破壞目的:運輸和加工要保護(hù)純化膜不被破壞防止鐵顆嵌入防止鐵顆嵌入( (焊接、修磨、噴丸等焊接、修磨、噴丸等) )去降焊接熱回火色去降焊接熱回火色用化學(xué)或機械方法用化學(xué)或機械方法運輸和儲存過程防止污染,保持表面光滑、清潔運輸和儲存過程防止污染,保持表面光滑、清潔防
49、止機械劃傷防止機械劃傷遠(yuǎn)離清洗劑遠(yuǎn)離清洗劑HClHCl高濃度氯離子(濕鹽)占高濃度氯離子(濕鹽)占90%90%合理選擇鋼種合理選擇鋼種表面維護(hù)表面維護(hù)53 磁性一般用材料的導(dǎo)磁率表示。儀表儀器用材料的無磁標(biāo)準(zhǔn):磁性一般用材料的導(dǎo)磁率表示。儀表儀器用材料的無磁標(biāo)準(zhǔn):1.2751.275H/mH/m;一般電器產(chǎn)品用材料的無磁標(biāo)準(zhǔn);一般電器產(chǎn)品用材料的無磁標(biāo)準(zhǔn)1.51.5H/mH/m; 廣義的無磁標(biāo)準(zhǔn)廣義的無磁標(biāo)準(zhǔn)1.8751.875H/mH/m。 300300系列不銹鋼在常溫下獲得全奧氏體組織的最低鎳含量為:系列不銹鋼在常溫下獲得全奧氏體組織的最低鎳含量為: a a:含氮鋼:含氮鋼 Ni=1.3C
50、r-30C-26N-11.1Ni=1.3Cr-30C-26N-11.1 b: b: 含氮、含銅鋼含氮、含銅鋼 NiNi理論理論=(Cr+1.5Mo-20)=(Cr+1.5Mo-20)2 2/12-Mn/2-35C-Cu-27N+15/12-Mn/2-35C-Cu-27N+15 Ni=NiNi=Ni實際實際- - NiNi理論理論 Ni0Ni0,全奧氏體組織無磁性。,全奧氏體組織無磁性。 NiNi0 0,鋼中有,鋼中有鐵素體組織,呈弱磁性,負(fù)值越大,磁性越強。鐵素體組織,呈弱磁性,負(fù)值越大,磁性越強。成份與磁性成份與磁性54 奧氏體穩(wěn)定性差的不銹鋼,奧氏體穩(wěn)定性差的不銹鋼,Md30Md30(冷變
51、形(冷變形30%30%后,生成后,生成50%50%馬氏體的溫馬氏體的溫度度)點比較高,冷加工時容易產(chǎn)生形變馬氏體,鋼的磁性增強。冷加工對磁)點比較高,冷加工時容易產(chǎn)生形變馬氏體,鋼的磁性增強。冷加工對磁性的影響見下圖性的影響見下圖冷加工與磁性冷加工與磁性55 304M 304M:Ni=-2.9Ni=-2.92.45,2.45,冷加工率冷加工率5-8%5-8%時產(chǎn)生較強的磁性;時產(chǎn)生較強的磁性; 305305:Ni=-0.8,Ni=-0.8,冷加工率冷加工率20-25%20-25%時產(chǎn)生磁性轉(zhuǎn)變;時產(chǎn)生磁性轉(zhuǎn)變; 316 316 Ni=1Ni=1,冷加工不產(chǎn)生磁性轉(zhuǎn)變。,冷加工不產(chǎn)生磁性轉(zhuǎn)變。冷
52、加工與磁性冷加工與磁性56 熱處理在一定程度上可以降低奧氏體不銹鋼的磁性,其機理是:熱處理在一定程度上可以降低奧氏體不銹鋼的磁性,其機理是: 1.1.消除消除相相 鋼錠凝固過程中或鋼坯軋制時加熱溫度太高(鋼錠凝固過程中或鋼坯軋制時加熱溫度太高(12501250以上)形成的高以上)形成的高鉻低鎳的鉻低鎳的相,呈體型立方,屬強磁性,在固溶時緩慢地分解為奧氏體相。相,呈體型立方,屬強磁性,在固溶時緩慢地分解為奧氏體相。 2.2.消除消除 冷加工形成的形變馬氏體通過適當(dāng)?shù)臒崽幚砜苫謴?fù)無磁或弱磁狀態(tài):冷加工形成的形變馬氏體通過適當(dāng)?shù)臒崽幚砜苫謴?fù)無磁或弱磁狀態(tài):如如304304,經(jīng),經(jīng)10%-20%10%
53、-20%冷加工后,在冷加工后,在700 700 加熱可恢復(fù)到原來的加熱可恢復(fù)到原來的值;經(jīng)值;經(jīng)30%-30%-40%40%冷加工則需加熱到冷加工則需加熱到1000 1000 才可恢復(fù)到原來的才可恢復(fù)到原來的值,一般奧氏體鋼的固值,一般奧氏體鋼的固溶溫度應(yīng)達(dá)到溶溫度應(yīng)達(dá)到1050-1100 1050-1100 。 總之,通過調(diào)整化學(xué)成份和適當(dāng)?shù)臒崽幚砜筛纳拼判?,但對磁性要求總之,通過調(diào)整化學(xué)成份和適當(dāng)?shù)臒崽幚砜筛纳拼判?,但對磁性要求?yán)格的標(biāo)準(zhǔn)件,應(yīng)選用奧氏體穩(wěn)定性好的鋼種,如:嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)件,應(yīng)選用奧氏體穩(wěn)定性好的鋼種,如:310310、384384(0Cr16Ni180Cr16Ni18)等。等
54、。熱處理與磁性熱處理與磁性57 耐蝕性耐蝕性務(wù)必考慮使用場合的耐蝕環(huán)境(濃度、溫度、通風(fēng)情務(wù)必考慮使用場合的耐蝕環(huán)境(濃度、溫度、通風(fēng)情況等于)和耐蝕類型。成本效果最好的不銹鋼具有足夠的耐蝕況等于)和耐蝕類型。成本效果最好的不銹鋼具有足夠的耐蝕性,可保證所要求的使用壽命,沒有功能過剩造成的浪費。性,可保證所要求的使用壽命,沒有功能過剩造成的浪費。 20Cb-3 20Cb-3 強腐蝕介質(zhì)強腐蝕介質(zhì) 316316型型 化學(xué)物質(zhì)化學(xué)物質(zhì) 304304型型 食品加工和輕度腐蝕介質(zhì)食品加工和輕度腐蝕介質(zhì) 430430型型 工業(yè)氣氛工業(yè)氣氛 405405型型 一般氣氛一般氣氛增強選材的考慮因素選材的考慮因
55、素58 力學(xué)性能力學(xué)性能強度是選擇不銹鋼時最重要的力學(xué)性能指標(biāo),另外還有硬度、強度是選擇不銹鋼時最重要的力學(xué)性能指標(biāo),另外還有硬度、塑性、抗沖擊性、疲勞強度或抗應(yīng)力斷裂性等塑性、抗沖擊性、疲勞強度或抗應(yīng)力斷裂性等 20Cb-3 20Cb-3 316 316型型 304304型型 CUSTOM450CUSTOM450 430 430型型 431431型型 CUSTOM455CUSTOM455 405 405型型 410410型型 420420型型 440-C440-C型(型(9Cr189Cr18)345120717241724耐蝕性強度選材的考慮因素選材的考慮因素59 加工性能加工性能應(yīng)從兩個方
56、面考慮所需要的加工性能:應(yīng)從兩個方面考慮所需要的加工性能: 加工部件的難易程度;加工部件的難易程度; 加工對材料性能的影響程度。加工對材料性能的影響程度。 如要求切削加工性能,應(yīng)選用高硫不銹鋼;要求冷鐓性能,應(yīng)選用含如要求切削加工性能,應(yīng)選用高硫不銹鋼;要求冷鐓性能,應(yīng)選用含銅不銹鋼,要求加工后對材料性能影響小應(yīng)選用性能穩(wěn)定的不銹鋼等。銅不銹鋼,要求加工后對材料性能影響小應(yīng)選用性能穩(wěn)定的不銹鋼等。 選材的考慮因素選材的考慮因素60 物理性能物理性能磁性、導(dǎo)熱性和密度等。磁性、導(dǎo)熱性和密度等。 如如22Cr-13Ni-5Mn22Cr-13Ni-5Mn不銹鋼在任何情況下都沒有磁性,但不銹鋼在任何情
57、況下都沒有磁性,但304304型在冷加工時表型在冷加工時表現(xiàn)出鐵磁性。現(xiàn)出鐵磁性。 部件最終成本部件最終成本進(jìn)行詳細(xì)的評估分析,包括材料供應(yīng)情況、價格、加進(jìn)行詳細(xì)的評估分析,包括材料供應(yīng)情況、價格、加工費用和產(chǎn)品的預(yù)期在效壽命等。工費用和產(chǎn)品的預(yù)期在效壽命等。選材的考慮因素選材的考慮因素61q 大氣環(huán)境介質(zhì)中的選用大氣環(huán)境介質(zhì)中的選用 一般選用一般選用Cr13Cr13、Cr17Cr17、或、或18-818-8型,較少選用型,較少選用18-14-218-14-2。q水介質(zhì)中的選用水介質(zhì)中的選用 一般以一般以18-818-8型、控型、控N N型型18-818-8、316316型等可耐氯離子腐蝕,做
58、刀具也可選用型等可耐氯離子腐蝕,做刀具也可選用Cr13Cr13型。在海水中應(yīng)選用高型。在海水中應(yīng)選用高CrCr、NiNi的含的含MoMo的鋼種,或者雙相鋼。的鋼種,或者雙相鋼。q 硝酸介質(zhì)中的選用硝酸介質(zhì)中的選用 在稀硝酸(在稀硝酸(65%65%)中,一般)中,一般18-818-8就具有良好的耐硝酸腐蝕性能;隨濃度就具有良好的耐硝酸腐蝕性能;隨濃度的增加,達(dá)到的增加,達(dá)到68.4%68.4%以上時,可選用以上時,可選用Cr25Ni20Cr25Ni20鋼,再高濃度(鋼,再高濃度(85%85%)時,需)時,需要使用含要使用含SiSi的高的高CrCr奧氏體不銹鋼。奧氏體不銹鋼。 含含MoMo不銹鋼一
59、般不用于耐硝酸腐蝕。不銹鋼一般不用于耐硝酸腐蝕。合理選材合理選材62q硫酸介質(zhì)中的應(yīng)用硫酸介質(zhì)中的應(yīng)用 不含不含MoMo的不銹鋼,是不能用于耐硫酸腐蝕,而含的不銹鋼,是不能用于耐硫酸腐蝕,而含Mo2-3%Mo2-3%的的316316系列,是耐硫系列,是耐硫酸腐蝕的最低牌號,含酸腐蝕的最低牌號,含MoMo雙相鋼也相當(dāng)或優(yōu)于雙相鋼也相當(dāng)或優(yōu)于316316系列;隨硫酸濃度的提高,系列;隨硫酸濃度的提高,需要選用高需要選用高CrCr、NiNi、含、含CuCu、SiSi的奧氏體不銹鋼。的奧氏體不銹鋼。q鹽酸介質(zhì)中的選用鹽酸介質(zhì)中的選用 鹽酸介質(zhì)還原性強,不銹鋼很難鈍化,稀鹽酸中需要選用高鹽酸介質(zhì)還原性強
60、,不銹鋼很難鈍化,稀鹽酸中需要選用高CrCr、NiNi、含、含CuCu、SiSi的奧氏體不銹鋼。的奧氏體不銹鋼。18-818-8不能選用。不能選用。q燒堿介質(zhì)中的選用燒堿介質(zhì)中的選用 選用含選用含Cr26%Cr26%的純鐵素體不銹鋼或含的純鐵素體不銹鋼或含Ni 20%Ni 20%的的Cr-NiCr-Ni奧氏體不銹鋼。奧氏體不銹鋼。q有機酸介質(zhì)中的選用有機酸介質(zhì)中的選用 一般可選一般可選Cr17Cr17型,或含型,或含MoMo的奧氏體不銹鋼等。的奧氏體不銹鋼等。 合理選材合理選材63q 防止局部腐蝕的選材防止局部腐蝕的選材 防止晶間腐蝕:可選擇防止晶間腐蝕:可選擇321321、304L304L、
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